Forschung

Laut dem europäischen Wissenschafts- und Wissensdienst (JRC, 2023) entstehen 62 % der Lebensmittelabfälle auf Stufe der Konsument*innen und sind damit verantwortlich für mehr als 70% der Umweltauswirkungen der Lebensmittelverschwendung, was die Notwendigkeit unterstreicht, sich auf Vermeidungsmaßnahmen in den Haushalten zu fokussieren. Ein Grund für Lebensmittelabfälle bei Haushalten wurde in der falschen Lagerung erkannt. Maßnahmen, die ein entsprechendes Wissen zur korrekten Lagerung von Obst und Gemüse vermitteln, lassen demnach ein entsprechendes Abfallvermeidungspotential erwarten. Lebensmittelroutinen, die Lebensstile und Gewohnheiten umfassen, haben ein großes Potenzial für die Minimierung von Lebensmittelabfällen. 46% der Konsument*innen wünschen sich Informationen zur richtigen/besseren Handhabung von Lebensmitteln und zur Vermeidung von Lebensmittelabfällen direkt im Einzelhandel. Im Rahmen dieses Projektes werden daher in Zusammenarbeit mit der österreichischen Lebensmittelhandelskette Hofer KG als Projektpartner erstmals bewusstseinsbildende Maßnahmen zur korrekten Lagerung von Obst und Gemüse direkt am PoS entwickelt, getestet und evaluiert. Dabei werden Hofer-Kund*innen sowohl in die Entwicklung als auch in die Evaluation der Maßnahmen intensiv mittels Interviews am PoS und Fokusgruppen im Vorfeld einbezogen.

Das Streben Österreichs, bis zum Jahr 2040 Klimaneutralität zu erreichen, ist ein ambitioniertes und entscheidendes Ziel, das eine umfassende und sektorübergreifende Transformation erfordert. Die Abfallwirtschaft spielt in diesem Zusammenhang eine zentrale Rolle, da sie sowohl Herausforderungen als Chancen für die Reduktion von Treibhausgasemissionen bietet. Die vorliegende F&E Dienstleistung zielt darauf ab, innovative Lösungen und Strategien zu entwickeln, um den Sektor der Abfallwirtschaft in Österreich, vor allem im Bereich der thermischen Behandlung von Siedlungsabfällen, in Richtung Klimaneutralität zu führen. Die Motivation für dieses Projekt liegt in der Erkenntnis, dass trotz fortschreitender Bemühungen um Abfallreduktion und Recycling, gewisse Emissionen, insbesondere aus Siedlungsabfallverbrennungsanlagen, unvermeidlich sind. Vereinfacht gesprochen werden etwa die Hälfte der CO2-Emissionen aus Siedlungsabfallverbrennungsanlagen (starken Schwankungen unterworfen und abhängig vom Inputmaterial) derzeit als klimawirksam betrachtet, da sie fossilen Ursprungs sind. Durch die Untersuchung effizienter Carbon Capture, Utilization and Storage (CCUS) Technologien für diesen Sektor, bietet das Projekt die Möglichkeit, einen wesentlichen Beitrag zur Reduzierung der Treibhausgasemissionen zu leisten. Ein weiterer Antrieb für das Projekt ist die Notwendigkeit, die ökonomischen und sozialen Auswirkungen dieser technologischen Veränderungen zu verstehen und zu gestalten. Es ist entscheidend, dass der Übergang zur Klimaneutralität in der Abfallwirtschaft nicht nur ökologisch, sondern auch sozial gerecht und ökonomisch tragfähig ist. Dies erfordert eine möglichst detaillierte Analyse der Kostenstrukturen, möglicher Finanzierungsmodelle und der Auswirkungen auf die Preisgestaltung in der Abfallwirtschaft. Darüber hinaus liegt ein Schwerpunkt auf der Untersuchung der Integration von CCUS-Technologien in das bestehende Energiesystem sowohl auf Anlagenebene wie auch in der bundesweiten Energiebereitstellung.

In der Ära der globalen Digitalisierung hat das Internet der Dinge, ein vernetztes Netzwerk von Geräten, welche Daten teilen, Branchen und das tägliche Leben revolutioniert.Im Kern der transformierenden Kraft des IoT liegt die entscheidende Rolle der Mensch-Maschine-Schnittstellen, HMIs, die es Menschen ermöglichen, mit IoT-gesammelten Daten zu interagieren und daraus einen Mehrwert zu ziehen (visuelle Darstellungen von Daten, Überwachung von Prozessen, Steuerung von Geräten).Dadurch sind Displays allgegenwärtig geworden und prägen unsere digitalen Erfahrungen und Interaktionen mit dem IoT. Die Verbreitung von HMIs jedoch mit sorgfältigen Nachhaltigkeitsüberlegungen einhergehen, insbesondere in Bezug auf den Energieverbrauch. ECDs bieten eine nachhaltige, ultra-niedrige Stromverbrauchslösung für IoT-HMI mit außergewöhnlicher Energieeffizienz (0,002 mW/cm2),ohne Hintergrundbeleuchtung, Kompatibilität mit flexiblen Substraten (f-ECDs) und dem AM, was eine nahtlose Integration und kostengünstige skalierbare Produktion ermöglicht. Es bestehen jedoch noch wesentliche Herausforderungen, die einer groß angelegten Produktion im Wege stehen, darunter:der Mangel an mehrfarbigen Hochleistungs-ECMs; die Notwendigkeit von industriegeeigneten Formulierungen, die für Tests in industriellen Prozessen und kommerziellen Geräten geeignet sind; das Fehlen optimierter und nachhaltiger f-ECD-Architekturen zur Verbesserung der Materialleistung; und unvollständige Überlegungen zu Nachhaltigkeit und gesellschaftlichen Auswirkungen. Die Bewältigung dieser Herausforderungen ist von größter Bedeutung, um die erfolgreiche Entwicklung und weitreichende Verbreitung von f-ECDs IoT-HMI zu ermöglichen. HybrIoT verfolgt einen umfassenden Ansatz, um diese Herausforderungen durch die Nutzung des gemeinsamen Fachwissens der Projektpartner anzugehen. Dieser Ansatz integriert mehrere Disziplinen, darunter Chemie, Materialwissenschaft, Geräteentwicklung, Produktion und Technologietransfer, um eine multidisziplinäre und intersektorale Zusammenarbeit bei der Entwicklung der nächsten Generation f-ECDs zu fördern. Konkret wird HybrIoT innovative hybride ECMs entwickeln, indem mehrfarbige organische PT-Polymere mit WO3 QDs kombiniert werden. Diese Hybridisierung wird die Stabilitäts- und Umschaltzeitprobleme jedes einzelnen Materials angehen und zu einer synergistischen Kombination führen, die Leistungen von Interesse für kommerzielle Anwendungen liefern kann (ΔT>30%;gt;5K Zyklen;Umschaltgeschwindig.lt;5s). Durch die Integration supramolekularer Wechselwirkungen (Pyridin Koordination) kann die Struktur des Hybrids an das Herstellungsverfahren angepasst werden, ohne dieses zu beeinträchtigen.Es wird ein asymmetrisches Fabry-Perot f-ECD hergestellt, das durch optische Interferenzeffekte eine weitere Bereicherung der Farbzustände des Hybrids ermöglicht und den Bedarf an zusätzlichen synthetischen Bemühungen beseitigt. Die Verwendung von QDs, quasi 0D Partikel mit molekülähnlichen Eigenschaften, ermöglicht die Tintenformulierung des Hybrids für AM-Plattformen, um in industriellen Prozesslinien die groß angelegte Produktion von Vorführ-Matrixsystem f-ECDs zu testen. Die Integration mit anderen elektronischen Komponenten eines IoT Geräts wird schließlich deren Leistung als HMIs bewerten. Im Rahmen des gesamten Projektverlaufs wird das Konsortium bestrebt sein, Beurteilungen der Nachhaltigkeit und soziale Auswirkungen durchzuführen,um verantwortungsbewusste Innovation zu gewährleisten.